serpent-sboxes.c

   1 /* serpent-sboxes.c */
   2 /*
   3     This file is part of the Crypto-avr-lib/microcrypt-lib.
   4     Copyright (C) 2008  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
   5
   6     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19 /* serpent-sboxes.c
  20  * a non-bitsliced implementation of the serpent sboxes
  21  * author: Daniel Otte
  22  * email:  daniel.otte@rub.de
  23  * license: GPLv3
  24  */
  25
  26 #include <stdint.h>
  27 #include <string.h> /* memset() */
  28 #include <avr/pgmspace.h>
  29 #include "serpent-sboxes.h"
  30
  31 uint8_t sbox[] PROGMEM = {
  32  0x38, 0xF1, 0xA6, 0x5B, 0xED, 0x42, 0x70, 0x9C,
  33  0xFC, 0x27, 0x90, 0x5A, 0x1B, 0xE8, 0x6D, 0x34,
  34  0x86, 0x79, 0x3C, 0xAF, 0xD1, 0xE4, 0x0B, 0x52,
  35  0x0F, 0xB8, 0xC9, 0x63, 0xD1, 0x24, 0xA7, 0x5E,
  36  0x1F, 0x83, 0xC0, 0xB6, 0x25, 0x4A, 0x9E, 0x7D,
  37  0xF5, 0x2B, 0x4A, 0x9C, 0x03, 0xE8, 0xD6, 0x71,
  38  0x72, 0xC5, 0x84, 0x6B, 0xE9, 0x1F, 0xD3, 0xA0,
  39  0x1D, 0xF0, 0xE8, 0x2B, 0x74, 0xCA, 0x93, 0x56,
  40 /* now the inverted sboxes */
  41  0xD3, 0xB0, 0xA6, 0x5C, 0x1E, 0x47, 0xF9, 0x82,
  42  0x58, 0x2E, 0xF6, 0xC3, 0xB4, 0x79, 0x1D, 0xA0,
  43  0xC9, 0xF4, 0xBE, 0x12, 0x03, 0x6D, 0x58, 0xA7,
  44  0x09, 0xA7, 0xBE, 0x6D, 0x35, 0xC2, 0x48, 0xF1,
  45  0x50, 0x83, 0xA9, 0x7E, 0x2C, 0xB6, 0x4F, 0xD1,
  46  0x8F, 0x29, 0x41, 0xDE, 0xB6, 0x53, 0x7C, 0xA0,
  47  0xFA, 0x1D, 0x53, 0x60, 0x49, 0xE7, 0x2C, 0x8B,
  48  0x30, 0x6D, 0x9E, 0xF8, 0x5C, 0xB7, 0xA1, 0x42
  49 };
  50
  51
  52 #define SHR_O(a) c=(a)&1; ((a) = (a)>>1)
  53 #define SHR_I(a) ((a) = (c?0x80:0x00)| ((a)>>1))
  54
  55 static void ip(uint8_t *o, uint32_t *i){
  56         uint8_t c; // carry
  57         uint8_t n,m;
  58         memset(o, 0, 16);
  59         for(n=0; n<16; ++n){
  60                 for(m=0; m<2; ++m){
  61                 SHR_O(i[0]);
  62                 SHR_I(o[n]);
  63                 SHR_O(i[1]);
  64                 SHR_I(o[n]);
  65                 SHR_O(i[2]);
  66                 SHR_I(o[n]);
  67                 SHR_O(i[3]);
  68                 SHR_I(o[n]);
  69                 }
  70         }
  71 }
  72
  73 #undef SHR_I
  74 #define SHR_I(a) ((a) = (c?0x80000000L:0x00L)| ((a)>>1)) /* we use 32-bit words here */
  75
  76
  77 static void fp(uint32_t *o, uint32_t *i){
  78         uint8_t c; // carry
  79         uint8_t n,m;
  80         memset(o, 0, 16);
  81         for(n=0; n<4; ++n){
  82                 for(m=0; m<8; ++m){
  83                 SHR_O(i[n]);
  84                 SHR_I(o[0]);
  85                 SHR_O(i[n]);
  86                 SHR_I(o[1]);
  87                 SHR_O(i[n]);
  88                 SHR_I(o[2]);
  89                 SHR_O(i[n]);
  90                 SHR_I(o[3]);
  91                 }
  92         }
  93 }
  94
  95 /******************************************************************************/
  96
  97 static void sbox128x(uint8_t box, void* w){
  98         uint8_t sb[16];
  99         uint8_t i,t,x;
 100         box &= 0x0f;
 101         /* load sbox */
 102         for(i=0; i<8; ++i){
 103                 t = pgm_read_byte(sbox + box*8 + i);
 104                 sb[2*i+0]=t>>4;
 105                 sb[2*i+1]=t&0xf;
 106         }
 107         uint8_t o[16];
 108         ip(o, w);
 109
 110         for(i=0; i<16; ++i){
 111                 t = ((uint8_t*)o)[i];
 112                 x = sb[t>>4];
 113                 x <<= 4;
 114                 x |= sb[t&0xf];
 115                 ((uint8_t*)o)[i] = x;
 116         }
 117         fp(w, (uint32_t*)o);
 118 }
 119
 120 void sbox128(void * w, uint8_t box){
 121         sbox128x(box&0x7, w);
 122 }
 123
 124 void inv_sbox128(void * w, uint8_t box){
 125         sbox128x(((box&0x7)|0x8), w);
 126 }